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2011 Fiscal Year Annual Research Report

不完全変態昆虫概日時計の光同調機構の解析

Research Project

Project/Area Number 23370033
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Research Field Animal physiology/Animal behavior
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

富岡 憲治  岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 教授 (30136163)

Keywords概日リズム / 光同調 / 複眼 / 視物質 / 遺伝子 / RNA干渉
Research Abstract

複眼で発現する3種の視物質遺伝子,opsin-long wave(opLW),opsin-UV(opUV),およびopsin-Blue(opBL)のcDNA全長を取得した。定量的PCRによりそれらのmRNA発現の日周性を検討したところ、いずれの遺伝子も1日を通して一定量発現しており、発現量に周期性は見られなかった。in situ hybridizationにより、それらの発現領域を検討したところ、opLWは複眼背縁部(DRA)を除く全域で、opUVは複眼腹側部を除く全域で、またopBLはDRAと複眼腹側部で発現することを明らかにした。タンパクレベルの発現を検討するため、現在抗体作成を目指して、cDNAからタンパク断片の作成を行っている。また、網膜電図を用いた解析により、波長感度がそれぞれ緑、紫外、青の領域にあることを示した。一方、それぞれの2本鎖RNAを用いたRNA干渉により、各遺伝子のmRNA発現が強く抑制されることを明らかにした。それぞれのノックダウン個体を用いて、6時間位相前進あるいは後退後の明暗周期への概日活動リズムの同調を検討したところ、opLW RNAi処理個体群では約30%の個体で同調が阻害され、同調した個体でも同調に要する移行期が対照群と比べ延長することが分かった。一方、opUV,opBL RNAi処理個体群では、移行期が短縮する傾向が見られた。これらの結果から、複眼で発現するオプシン類は概日時計の光同調に異なる役割を演じており、特にopLWが同調に重要であることが示唆された。予備的ではあるが光パルスによるリセット時にはClock遺伝子の転写が活性化する結果を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

初年度であり、いくつかの実験系を並行して行っているが、それぞれほぼ予想通りに進展しており、結果も出つつあることから、このように評価した。

Strategy for Future Research Activity

ほぼ計画通り進展しつつあり、特に変更すべき点はない。本年度から着手している項目をさらに推進するとともに、新たに予定しているシミ、コオロギのcryptochromeのクローニングとそれらの機能解析にも着手する。

  • Research Products

    (12 results)

All 2012 2011

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (8 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] timeless is an essential component of the circadian clock in a primitive insect, the firebrat Thermobia domestica2012

    • Author(s)
      Kamae, Yuichi
    • Journal Title

      Journal of Biological Rhythms

      Volume: (In press)

    • DOI

      10.1177/0748730411435997

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Peripheral circadian rhythms and their regulatory mechanism in insects and some other arthropods : a review2012

    • Author(s)
      Tomioka, Kenji
    • Journal Title

      Journal of Comparative Physiology B

      Volume: (In press)

    • DOI

      10.1007/s00360-012-0651-1

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Pigment-dispersing factor affects circadian molecular oscillations in the cricket Gryllus bimaculatus2011

    • Author(s)
      Hassaneen, Ehab
    • Journal Title

      Entomological Science

      Volume: 14 Pages: 278-282

    • DOI

      10.1111/j.1479-8298.2011.00445.x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Molecular dissection of the timepiece in crickets2012

    • Author(s)
      Tomioka, Kenji
    • Organizer
      The 2^<nd> International Conference on the Cricket/RNAi Symposium for Medicine-Agriculture-Engineering Collaboration Project (Joint Meeting)
    • Place of Presentation
      Tokushima(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-20
  • [Presentation] 昆虫概日時計光同調におけるオプシン類の意外な機能2011

    • Author(s)
      富岡憲治
    • Organizer
      日本動物学会第82回大会
    • Place of Presentation
      旭川市(招待講演)
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] タンボコオロギ幼虫発育の光周反応におけるopsinの関与の検討2011

    • Author(s)
      玉木沙織
    • Organizer
      日本動物学会第82回大会
    • Place of Presentation
      旭川市
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] (2011)フタホシコオロギ視葉外時計遺伝子発現リズムの後胚発生2011

    • Author(s)
      瓜生央大
    • Organizer
      日本動物学会第82回大会
    • Place of Presentation
      旭川市
    • Year and Date
      2011-09-21
  • [Presentation] Circadian clock regulates physiological functions through a neuropeptide PDF in the cricket Gryllus bimaculatus2011

    • Author(s)
      Tomioka, Kenji
    • Organizer
      International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • Place of Presentation
      Nagoya
    • Year and Date
      2011-06-02
  • [Presentation] Molecular dissection of an insect circadian clock with RNAi2011

    • Author(s)
      Tomioka, Kenji
    • Organizer
      International Congress of Comparative Physiology and Biochemistry
    • Place of Presentation
      Nagoya(招待講演)
    • Year and Date
      2011-06-01
  • [Presentation] フタホシコオロギ色素拡散因子の概日時計振動機構への影響2011

    • Author(s)
      Hassaneen, Ehab
    • Organizer
      日本動物学会中四国支部大会
    • Place of Presentation
      高松市
    • Year and Date
      2011-05-15
  • [Presentation] Molecular dissection of cricket's clock systems2011

    • Author(s)
      Tomioka, Kenji
    • Organizer
      XI Latin American Symposium on Chronobiology
    • Place of Presentation
      Cholula, Mexico(招待講演)
    • Year and Date
      2011-05-04
  • [Book] 時間生物学、PartIII無脊椎動物の概日リズム、10章生理機構2012

    • Author(s)
      富岡憲治
    • Total Pages
      133-144
    • Publisher
      化学同人

URL: 

Published: 2013-06-26  

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